冷凍式干燥機(jī)除了在食物，醫(yī)藥等諸多領(lǐng)域的得到廣泛應(yīng)用外，越來越受到人們的歡迎，其應(yīng)用規(guī)模和領(lǐng)域還在不斷擴(kuò)大。冷凍式干燥機(jī)也叫冷干機(jī)、凍干機(jī)或者真空冷凍式干燥機(jī)，它主要有兩個(gè)效果即可以降低緊縮后空氣的溫度還有將空氣中含有的水汽除去。為了更好的運(yùn)用冷凍式干燥機(jī)，我們就需要不斷的去了解它，下面就由翔晟凈化科技來說一下冷凍式干燥機(jī)的工作原理吧。

冷凍式干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)組成

冷凍式干燥機(jī)，主要由干燥箱、冷凝器（捕水 器）、加熱體系、真空體系、制冷體系和電氣操控 體系六大部件組成，如圖所示。

壓縮式干燥箱

干燥箱是一種能抽真空和加熱的密閉器， 物料的提高干燥進(jìn)程是在干燥室內(nèi)完成的，物 料是放在干燥室內(nèi)擱板上的不銹鋼托盤內(nèi)的， 按每平方托盤面積 8~12 公斤的比例裝料，每一 層擱板上都有一個(gè)可供測(cè)量物料溫度的探頭， 用以監(jiān)測(cè)整個(gè)凍干進(jìn)程中的物料溫度。門選用 橡膠密封條，應(yīng)留意關(guān)門時(shí)要把門上的手柄擰 緊，確保箱內(nèi)密封。
　　冷凝器（捕水器）
　　冷凝器是凝聚提高水氣的密閉設(shè)備，內(nèi)部 有一個(gè)較大面積的金屬吸附面，從干燥箱物料 中提高出來的水蒸氣可凝聚吸附在其金屬表面 上，吸附面的作業(yè)溫度可達(dá) - 45℃~- 55℃，冷凝 器外形是不銹鋼或鐵制成的圓筒，內(nèi)部盤有冷 凝管，分別與制冷機(jī)組相連，組成制冷循環(huán)系 統(tǒng)。冷凝器與干燥箱銜接選用真空蝶閥；選用不 銹鋼管與真空泵組銜接組成真空體系，筒內(nèi)冷 凝管上部裝有化霜噴水管，它經(jīng)過真空隔膜閥 與水管銜接，這是為了確?；炔贿M(jìn)入干 燥箱和真空管道。在冷凝器外部選用泡沫塑料 板保溫絕熱，最外層包以不銹鋼板。
　　加熱體系
　　冷干機(jī)的加熱體系的效果是對(duì)干燥箱 內(nèi)物料進(jìn)行加熱，以便使物料不斷地得到提高 熱，使物品以到達(dá)規(guī)則的含水率要求，凍干機(jī)加 熱體系有不同的加熱方法，在觸摸式加熱中，我 們選用的是循環(huán)介質(zhì)加熱法。循環(huán)加熱體系由 管道泵、循環(huán)介質(zhì)箱、加熱器、進(jìn)出管路、液溫控 制器等組成。循環(huán)液可由水 4 份、乙醇 2 份，乙 二醇 4 份裝備成循環(huán)不凍液，其凝固點(diǎn)為 - 120℃，在運(yùn)用時(shí)液溫最高不超越 60℃，現(xiàn)大 部分凍干設(shè)備現(xiàn)已選用硅油作為循環(huán)液。當(dāng)加 熱體系作業(yè)時(shí)，先對(duì)循環(huán)液進(jìn)行加熱，液溫經(jīng)過 液箱操控調(diào)理儀選定的溫度主動(dòng)操控加熱， 管 道泵開啟后，可將循環(huán)液送入干燥箱內(nèi)擱板中， 對(duì)擱板加熱，然后回來液箱進(jìn)行加熱循環(huán)。而在 輻射或加熱中我們選用蒸氣加熱最高溫度為 120℃，由蒸氣電磁閥主動(dòng)操控溫度。

真空體系
　  真空體系有旋片真空泵或水環(huán)泵和羅茨 真空泵組成，羅茨泵為增壓泵不能獨(dú)自運(yùn)用，必 須首先發(fā)動(dòng)旋片泵或水環(huán)泵，使其作業(yè)一段時(shí) 間，當(dāng)體系中的真空度到達(dá) 1Kpa 以下時(shí)，再自 動(dòng)發(fā)動(dòng)羅茨泵。旋片泵結(jié)構(gòu)、羅茨泵結(jié)構(gòu)等見說 明書。該真空體系的真空表可運(yùn)用電接點(diǎn)真空 表，可根據(jù)預(yù)先選定的真空度值，主動(dòng)操控羅茨 泵的發(fā)動(dòng)。干燥箱與冷凝器之間真空管道中，裝 有真空蝶閥，可根據(jù)運(yùn)用要求隨時(shí)開、關(guān)。真空 泵管路上，裝有電磁放氣截止閥，當(dāng)真空泵中止 作業(yè)時(shí)可主動(dòng)關(guān)閉真空管路，一起將空氣放入 泵內(nèi)，防止真空泵油因負(fù)壓效果回放至真空管 路中，真空泵的銜接管路之間裝有波紋軟管，防 止作業(yè)時(shí)的振動(dòng)。

制冷體系
　  冷干機(jī)制冷體系由制冷緊縮機(jī)組 （包括： 水冷冷凝器，油分離器、高壓管路、干燥過濾器、 膨脹閥、蒸發(fā)器、低壓管路組成），選用氟利昂機(jī) 組和 R22 制冷劑或氟制冷機(jī)組，制冷機(jī)組組成 使凍干品速凍用的制冷體系和捕水器制冷系 統(tǒng)。當(dāng)體系作業(yè)，觸摸加熱方法中擱板溫度可降 至 - 35℃。當(dāng)制冷體系作業(yè)時(shí)，冷凝盤管的表面 溫度可達(dá) - 35～- 55℃，根據(jù)客戶需要選用單級(jí) 或雙級(jí)制冷緊縮機(jī)組，制冷效果好。
　　電氣操控體系

冷干機(jī)的電氣操控體系由電腦顯示 記錄儀、操控臺(tái)、操控外表、調(diào)理外表等主動(dòng)裝 置和電路組成。它的功用是對(duì)冷干機(jī)進(jìn)行 手動(dòng)或主動(dòng)操控，操控設(shè)備正常作業(yè)。操控臺(tái)是 溫度、真空度巡檢儀的記錄操控外表及各機(jī)組 開關(guān)的會(huì)集集團(tuán)，操控臺(tái)的外表板裝有溫度，真 空度巡檢儀，干燥箱和真空泵的真空計(jì)，溫度指 示調(diào)理儀，液溫操控調(diào)理儀，計(jì)時(shí)鐘等。按鈕板 上裝有各機(jī)組的開關(guān)等。凍干機(jī)還設(shè)有連鎖保 護(hù)設(shè)備，如①前箱制冷時(shí)加熱管不能作業(yè)。②真 空表不到設(shè)定值，羅茨泵不能發(fā)動(dòng)。③冷卻水未 供給，制冷機(jī)組不發(fā)動(dòng)。④真空泵、電磁閥帶放 氣截止閥與真空泵電源表連在一起，一起作業(yè)。 ⑤擱板加熱恒溫，由溫度指示調(diào)理儀操控。

冷凍式干燥機(jī)的工作原理

冷凍式干燥機(jī)的作業(yè)歸于物理原理：潮濕高溫的緊縮空氣流入前置冷卻器（高溫型專用）散熱后流入熱交換器與從蒸發(fā)器排出來的冷空氣進(jìn)行熱交換，使進(jìn)入蒸發(fā)器的緊縮空氣的溫度降低。冷凍式緊縮空氣干燥機(jī)經(jīng)過冷卻降溫，是緊縮空氣中的水蒸氣凝聚成液滴，然后到達(dá)削減含濕量的意圖。凝聚出的液滴經(jīng)過主動(dòng)排水體系排出機(jī)外，只要干燥機(jī)出口的下流管路所處的環(huán)境溫度不低于蒸發(fā)器出口露點(diǎn)溫度，就不會(huì)產(chǎn)生二次結(jié)露的現(xiàn)象。

假定空氣是一團(tuán)吸了水的濕海綿，其含濕量便是吸入的水分。如果用力從海綿中揉捏出一些水，那么，這團(tuán)海綿的含濕量相對(duì)就減小了。如果放手讓海綿康復(fù)，天然就比本來的海綿要干燥。這也就到達(dá)了經(jīng)過加壓來除水干燥的意圖。

如果在揉捏海綿不斷有水流出的進(jìn)程中，到達(dá)某一個(gè)力度后不再加力，則水被擠出將中止，這便是飽滿狀態(tài)。繼續(xù)再加大揉捏的力度，依然還有水流出。

所以，空壓機(jī)本體自身就具有除水的功用，用到的方法便是加壓，只不過，這不是空壓機(jī)的意圖。

為什么沒有將“加壓”作為緊縮空氣的除水手段呢？這主要是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)性，提高1公斤壓力。耗費(fèi)7%左右的能耗是相當(dāng)不劃算的。

而“冷卻”除水則相對(duì)比較經(jīng)濟(jì)，冷凍式干燥機(jī)是使用如空調(diào)除濕類似的原理到達(dá)意圖。因?yàn)椋枬M水蒸氣的密度都是有極限的，在氣動(dòng)壓力（2MPa范圍內(nèi)），可以認(rèn)為飽滿空氣中水蒸氣的密度只取決于溫度凹凸，而與空氣壓力無關(guān)。

溫度越高，飽滿空氣中的水蒸氣的密度越大，水也就越多，反之，溫度越低水越少（這個(gè)從生活常識(shí)就能理解到，冬季干冷，夏日濕熱）。

將緊縮空氣冷卻到盡量低的溫度，使其所含水蒸氣的密度變小，構(gòu)成“結(jié)露”，匯聚這些結(jié)露構(gòu)成的小水滴，并且排出去，就到達(dá)了去除緊縮空氣中水分的意圖。

因?yàn)樯婕暗浇Y(jié)露凝析成水這一進(jìn)程，所以溫度也不能低于“冰點(diǎn)”，不然呈現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象將不能有效排水。一般冷凍式干燥機(jī)的標(biāo)稱“壓力露點(diǎn)溫度”大多為2~10℃。

如0.7MPa的10℃的“壓力露點(diǎn)”換算成“常壓露點(diǎn)”為-16℃?？梢岳斫鉃?，在不低于-16℃的環(huán)境下運(yùn)用時(shí)，緊縮空氣向大氣排氣不會(huì)有液態(tài)水呈現(xiàn)。

緊縮空氣的所有除水方法都只是相對(duì)干燥，滿足某一要求的干燥度?？隙ǖ娜コ质遣豢赡苻k到的，超出運(yùn)用需求的尋求干燥度也是十分不經(jīng)濟(jì)的。

冷凍式干燥機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

1、在低溫下干燥時(shí)，物質(zhì)中的一些揮發(fā)性成分損失很小。

2、因?yàn)樵趦鲎〉臓顟B(tài)下進(jìn)行干燥，因而體積簡直不變，堅(jiān)持了本來的結(jié)構(gòu)，不會(huì)產(chǎn)生濃縮現(xiàn)象。

3、干燥后的物質(zhì)疏松多孔，呈海綿狀，加水后溶解迅速而徹底，簡直立即康復(fù)本來的性狀。

4、因?yàn)?/span>干燥在真空下進(jìn)行，氧氣很少，因而一些易氧化的物質(zhì)得到了維護(hù)。

5、干燥能掃除95%-99%以上的水分，使干燥后產(chǎn)品能長期保存而不致變質(zhì)。

使用冷凍式干燥機(jī)時(shí)的注意事項(xiàng)

1、冷凍式干燥機(jī)的主操控器ON/OFF按鈕開關(guān)安裝在機(jī)臺(tái)的外表盤上，操控操控臺(tái)的操作和中止。

2、冷凍體系凹凸壓維護(hù)開關(guān)安裝在機(jī)臺(tái)內(nèi)，操操控冷體系的高、低壓端壓力，防止機(jī)臺(tái)的壓力超越運(yùn)用范圍而形成設(shè)備的損壞。

3、化霜電磁閥安裝在機(jī)臺(tái)內(nèi)，操控機(jī)器平臺(tái)的冷凝壓力，防止機(jī)器平臺(tái)的冷凝壓力過低，導(dǎo)致蒸發(fā)器結(jié)冰。